TWI597155B - 纖維預製件之製造方法 - Google Patents

纖維預製件之製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI597155B
TWI597155B TW102138438A TW102138438A TWI597155B TW I597155 B TWI597155 B TW I597155B TW 102138438 A TW102138438 A TW 102138438A TW 102138438 A TW102138438 A TW 102138438A TW I597155 B TWI597155 B TW I597155B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fiber
fiber preform
fiber bundle
strip
producing
Prior art date
Application number
TW102138438A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201429694A (zh
Inventor
馬庫斯 史奈德
博格 雷門豪斯
Original Assignee
東邦特耐克絲歐洲股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東邦特耐克絲歐洲股份有限公司 filed Critical 東邦特耐克絲歐洲股份有限公司
Publication of TW201429694A publication Critical patent/TW201429694A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI597155B publication Critical patent/TWI597155B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C41/08—Coating a former, core or other substrate by spraying or fluidisation, e.g. spraying powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C31/00—Handling, e.g. feeding of the material to be shaped, storage of plastics material before moulding; Automation, i.e. automated handling lines in plastics processing plants, e.g. using manipulators or robots
    • B29C31/04—Feeding of the material to be moulded, e.g. into a mould cavity
    • B29C31/042—Feeding of the material to be moulded, e.g. into a mould cavity using dispensing heads, e.g. extruders, placed over or apart from the moulds
    • B29C31/044—Feeding of the material to be moulded, e.g. into a mould cavity using dispensing heads, e.g. extruders, placed over or apart from the moulds with moving heads for distributing liquid or viscous material into the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0078—Producing filamentary materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2793/00—Shaping techniques involving a cutting or machining operation
    • B29C2793/0081—Shaping techniques involving a cutting or machining operation before shaping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/305—Spray-up of reinforcing fibres with or without matrix to form a non-coherent mat in or on a mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/545—Perforating, cutting or machining during or after moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B29K2105/253—Preform

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

纖維預製件之製造方法
本發明關於一種將強化纖維束沉積在表面及/或沉積在該表面上的強化纖維束上，而製造纖維預製件之方法。本發明進一步關於使用以此方式所製造的纖維預製件製造纖維複合組件。
現在越來越常使用由纖維複合物製造的組件，尤其是在航太工業，又例如機械製造業或汽車業。纖維複合物經常提供相較於金屬為重量輕及/或強度高的優點。強化纖維之體積百分比，以及尤其是強化纖維之定向，對組件之抗性有決定性影響，特別是關於其剛性及強度。儘管如此，為了具經濟誘因，現仍必須節省成本地製造此型的強力材料及組件。
為了製造此型複合組件，起初在中間步驟由強化纖維製造所謂的纖維預製件。其為由強化纖維所製造的二或三維組態之形式的紡織半成品，其形狀已幾乎為最終組件之形狀。此型纖維預製件(實質上僅由強化纖維組成，且製造該組件所需的基質百分比至少大多仍為零)之具體實施例在額外步驟中經由注入或注射，或者亦藉由施加真空，而將合適的基質材料併入纖維預製件 中。繼而通常將基質材料以增溫及增壓硬化而形成完成的組件。已知的注入或注射基質材料之方法為液體模塑(LM)法或其相關方法，如樹脂轉移模塑(RTM)、真空輔助樹脂轉移模塑(VARTM)、樹脂膜注入(RFI)、液體樹脂注入(LRI)、或樹脂注入撓性切削(RIFT)。為了改良將強化纖維固定在纖維預製件中，用以製造纖維預製件之纖維材料亦可先以例如少量塑膠材料(即黏合劑材料)預漬。此型預漬紗係揭述於WO 2005/095080號專利。
亦已知由複合組件用之基質材料含量已足夠的纖維預製件製造複合組件之方法。在這些情形，這些纖維預製件可例如在模具中使用增壓及/或增溫而被直接緊壓至組件中。或者可使用真空袋代替模具，將纖維預製件插入真空袋中，且在施加真空及通常的增溫之後，緊壓而形成組件。足夠的組件用之基質材料含量可例如由具有對應基質含量之預漬件所製造的強化纖維束製造纖維預製件而獲得。或者在例如沉積形成纖維預製件之強化纖維束期間，可在例如該沉積期間噴灑額外的基質材料。
由強化纖維束製造纖維預製件經常使用自動化方法，其中將纖維束藉受控制沉積頭或纖維沉積裝置沉積在對應模具上或之中，亦可將纖維束噴灑在模具上或之中而進行沉積。通常如此將連續的強化纖維紗進料至沉積頭，然後在沉積頭中或纖維沉積裝置中藉合適的切割裝置將此紗切成所欲的束長度。此型具有用以切割纖維束長度的裝置之沉積頭係揭示於例如WO2011/ 045171號專利或US-A3011257號專利。
例如將短切強化纖維連同黏合劑材料噴灑及分散在符合所欲的纖維預製件之形狀的可透氣網板上，且將該纖維經由施加真空維持在網板上，直到在黏合劑材料冷卻後預製件獲得足夠的安定性，而可製造纖維預製件。一種此型方法係揭述於例如WO 98/22644號專利。藉WO 98/22644號專利之方法將強化纖維較佳地以隨機、等向排列及定向配置成短切纖維。依照WO 98/22644號專利之實施例，獲得僅為至多大約15體積百分比之範圍的纖維體積比，因此，因為此低纖維體積比而使組件之厚度相關強度相當低。
為了在預製件或由其製造的組件中得到更高的纖維體積比，依照WO 2012/072405號專利之具體實施例沉積強化纖維束形式的短切纖維為有利的，其中纖維束較佳為具有10至50毫米之範圍的長度。另外，考量可能的最高纖維體積百分比、因此及可能達到的最高機械特徵，如果該束具有可能的最少強化纖維纖絲數量則為有利的，其中該數量特佳為1000至3000條纖絲。以此方式製造在其延伸方向具有實質上等向機械特徵之實際上等向材料。同時由於束尺寸相當小，此材料無或僅有極少的區域具有增加的樹脂比例、因此強化纖維比例低之區域，該區域會導致在組件中產生弱點。使用線性密度低(即纖絲數低)之強化纖維束將導致成本增加，尤其是由於亦使用相當高價的來源材料，則相當容易見到。另一方面，雖然使用高線性密度纖維束(即強化纖維 纖絲數量高之纖維束)事實上較節省成本，但如已解釋，若可亦難以實現高纖維體積比例。
因此，現在需要一種製造纖維預製件之自動化方法，藉其則節省成本的纖維預製件製造為可行的，同時在纖維預製件中或在由其所製造的複合組件中獲得高纖維體積比例。
因此，本發明之目的為提供一種此型製造纖維預製件之方法。
本發明之目的係藉一種將強化纖維束沉積在表面上及/或沉積在該表面上的強化纖維束上而製造纖維預製件之方法達成，其中該方法的步驟包含：- 由供應裝置對沉積頭供應至少一條具有黏合劑之連續帶狀強化纖維，其中該至少一條具有至少5毫米之寬度，及相對該帶狀條重量為2至70重量百分比之範圍的黏合劑農度，- 將該至少一條連續帶狀強化纖維在配置於該沉積頭上的分紗器單元中展開，且將該至少一條藉配置於該沉積頭上的第一輸送裝置按輸送方向輸送至配置於該沉積頭上的縱向分割裝置，- 因而按橫越輸送方向之方向安定該至少一條，- 在該縱向分割裝置中藉至少一個分割元件將該至少一條沿其縱向延伸切成二部分條或以上，- 將該輸送方向之部分條藉配置於該沉積頭上的第二輸送裝置輸送至配置於該沉積頭上的長度裁剪單元， - 將該部分條藉該長度裁剪單元切成界定長度之強化纖維束，及- 將該強化纖維束沉積在表面上及/或沉積在該表面上的強化纖維束上，且將該表面上及/或沉積在該表面上的強化纖維束上的強化纖維束固定而形成纖維預製件，其中調整該沉積頭與該表面之間的相對移動而將該強化纖維束以適當負載沉積在該表面上。
藉本發明之方法可得節省成本的由強化纖維束製造纖維預製件之方法，即由強化纖維纖絲數量少之強化纖維所製造的纖維束，而在由其所製造的纖維預製件或纖維複合組件中實現高纖維體積百分比。藉此可使用例如節省成本、高線性密度強化纖維紗之形式的連續帶狀條作為來源材料。此型高線性密度強化纖維紗可起初藉縱向分割裝置沿形成紗之強化纖維纖絲的延伸分割成數部分條，其中該個別部分條之纖絲數量比原始紗少。
在本發明之方法中，較佳為將碳、玻璃或醯胺纖維、或這些纖維本身或與熱塑性纖維的混合物用於強化纖維，此纖維形成至少一帶狀條。特佳為碳纖維。
在一較佳具體實施例中，該至少一條具有黏合劑之連續帶狀強化纖維為纖絲數為至少12000條纖絲之纖絲紗，此紗已被展開成為帶狀形式。此型纖絲數為24000至50000之範圍的纖絲紗特佳。在具有黏合劑之帶狀強化纖維條為纖絲紗的情形，黏合劑相對具有黏合劑之纖絲紗的總重量之濃度在較佳具體實施例為2至14重量百分比之範圍，及在特佳具體實施例為3至7重量 百分比之範圍。
該黏合劑可為纖維製品，其通常被塗布於纖絲紗的纖絲以獲得改良的可加工性及良好的纖維內聚性，即將纖維彼此至少部分連接。此型製品通常基於環氧樹脂。然而，與常用的製品濃度相反，本發明之方法需要增加含量，該含量相對於具有黏合劑之纖絲紗的總重量較佳為2至14重量百分比之範圍，且特佳為3至7重量百分比之範圍，如前所解釋。
至於黏合劑則可使用熱塑性、或不硬化或部分硬化硬塑性聚合物、或這些聚合物之聚合物組成物。合適的熱塑性聚合物為例如聚乙烯亞胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫、聚碸、聚醚碸、聚醚醚碸、芳香族聚羥基醚、熱塑性聚胺基甲酸酯樹脂、或這些聚合物的混合物。至於不硬化或部分硬化硬塑性聚合物則可使用例如環氧化物、異氰酸酯、酚樹脂、或不飽和聚酯。因而如果具有黏合劑之連續帶狀強化纖維條為在沉積頭區域之處理溫度(即通常為室溫)不膠黏，且可例如從捲軸解開的纖絲紗，則為有利的。然而，黏合劑或具有黏合劑之強化纖維在增溫應為膠黏狀且導致完全附著由其製造的纖維束。此型的強化纖維紗或強化纖維條係揭述於例如WO 2005/095080號專利，此揭示納入此處作為參考。該纖絲紗被由複數種不同環氧樹脂所組成的黏合劑滲入，其中這些環氧樹脂因關於其特徵，如環氧值與分子量，及關於其濃度的界定方式而彼此不同。
在本發明之方法之一較佳具體實施例中，該 至少一條為預漬纖絲紗，且黏合劑包括第一及第二樹脂組成物，其中纖絲紗之纖絲被第一樹脂組成物浸漬且至少部分經由第一樹脂組成物而連接，其中第一樹脂組成物含有至少兩種雙酚A表氯醇樹脂H1與H2，重量比H1：H2為1.1至1.4，其中H1具有1850至2400毫莫耳/公斤之環氧值、800至1000克/莫耳之平均分子量MN，且在室溫為固體，及H2具有5000至5600毫莫耳/公斤之環氧值、<700克/莫耳之平均分子量MN，且在室溫為液體，另外含有芳香族聚羥基醚P1，其具有40至55毫克KOH/克之酸值、及4000至5000克/莫耳之平均分子量MN，及其中預漬纖絲紗在其外部具有黏附纖絲之粒子或液滴形式的第二樹脂組成物，其中第二樹脂組成物在室溫為固體，熔化溫度為80至150℃之範圍，且以相對於預漬纖絲紗總重量為0.5至10重量百分比之濃度存在於紗外部，及其中紗外部表面積之至少50%無第二樹脂組成物，且紗內部無第二樹脂組成物。此型以黏合劑預漬之纖絲紗係揭述於專利申請案WO 2013/017434號，此揭示納入此處作為參考。
在一更佳具體實施例中，該至少一條可為由按預漬件之延伸方向、因此按預漬件之輸送方向，單向配置之強化纖維所製造的預漬件。在本發明之內文中應了解，預漬件為經聚合物基質系統浸漬之強化纖維的半成品。因而其可為絲束預漬件，即經基質系統浸漬之個別紗。然而，其亦可為包括單向定向及彼此相鄰且平行而配置的強化纖維之片形式半成品，此強化纖維經基質 系統浸漬。在使用預漬件的情形，基質系統為該黏合劑。
至於該基質系統或黏合劑，在這些情形同樣使用熱塑性聚合物、不硬化或部分硬化硬塑性聚合物、或聚合物組成物，其中可使用前列聚合物。在至少一條具有黏合劑之強化纖維為預漬件的情形，較佳為黏合劑，即基質系統，以相對預漬件重量為15至70重量百分比之範圍的濃度存在，及在強化纖維為碳纖維的情形，特佳為20至60重量百分比之範圍。
該至少一條具有黏合劑之帶狀強化纖維可從作為供應裝置之捲軸，或者在使用預漬件的情形從輥解開，且被進料至沉積頭。較佳為該供應裝置，即捲軸或輥，堅固連接沉積頭而在沉積頭之移動期間使供應裝置與其承載。藉此使該至少一條安定移動。
為了改良該至少一帶狀條之可靠定位，增加其寬度，及使縱向切割裝置獲得良好的結果，而將該至少一條經配置於沉積頭上的分紗器單元進料，當橫越沉積頭而觀看時，此分紗器單元係配置於第一輸送裝置按該至少一連續帶狀條之輸送方向的前方。單一棒或複數個固定式及/或轉動式安裝棒之排列適合作為該分紗器單元，藉此棒可增加經紗張力。棒表面的建構應利於將經由該棒進料的紗條之磨損保持低。已知的表面及材料均可用於該目的。較佳為將該棒排列成使該至少一連續帶狀條以圍繞該棒為大於20°之捲繞角度進料。
較佳為該至少一條具有黏合劑之強化纖維具有至少6毫米之寬度。如果該至少一條之寬厚比為至少 20則同樣較佳。
在分紗器單元之後，該至少一條通過第一輸送裝置，藉其對該至少一條設定界定的輸送速度，且該至少一條經其被進料至縱向分割裝置。
該至少一條經由適合按橫越輸送方向之方向橫向引導至少一條強化纖維的裝置而安定，使得該條被直接且無橫向偏差而進料通過個別的輸送及分割裝置。藉此在縱向分割裝置中完成有明確切割邊緣之明確切割，因為該切割可至少實質上平行該至少一條之纖絲而進行。因此，將棒、輥、壓輥、或其他的引導裝置，亦可為輸送裝置，以對至少一帶狀條之輸送方向成直角且彼此平行而排列。另外，經其引導至少一帶狀條之棒、輥、壓輥、及其他的引導裝置對該條之各接點可為凸面。在凸面區域的引導元件輪廓較佳為具有50至600毫米之範圍的半徑。
如果將至少一條強化纖維在張力下進料通過沉積裝置，尤其是如果在第一與第二輸送裝置之間的最後一條強化纖維產生張力，則對縱向及橫向切割法(長度裁剪法)為有利的。藉此達成該至少一條強化纖維之可靠的平坦化及良好的展開，及使該至少一條強化纖維安定移動，尤其是在縱向分割裝置獲得良好的切割結果。其例如可藉由將第一與第二輸送裝置之速度設定成第二輸送裝置之速度比第一輸送裝置之速度快而達成。較佳為將該至少一條強化纖維以每毫米條寬為40至300厘牛頓之範圍的紗張力進料至縱向分割裝置。
在一有利具體實施例中，該至少一條通過的第一及/或第二輸送裝置包括一個或以上的驅動輥或壓輥，藉其運輸該至少一條。該輥或壓輥可彼此相對而配置，使得在應用時該至少一條強化纖維可圍繞該輥或壓輥而循環。在一更佳具體實施例中，第一及/或第二輸送裝置包含一對可控制其速度之驅動壓輥，且在壓輥對之壓輥之間有可調整間隙，該至少一條強化纖維因該壓輥對所施加的壓力而被輸送通過該間隙。
另外，在一同樣較佳的具體實施例中，第一及/或第二輸送裝置可包含吹風裝置，藉其輸送至少一條連續帶狀強化纖維。因此，將該吹風裝置連接可調節的供氣裝置。
將該至少一條藉縱向分割裝置沿其縱向延伸切成部分條。如此獲得的部分條較佳為具有0.5至5毫米之範圍，且特佳為0.5至3毫米之範圍的寬度。使用由此型部分條所製造的纖維束，在由其所製造的纖維預製件或纖維複合組件中可獲得高纖維體積百分比。
該縱向分割裝置包含至少一個用以將至少一條強化纖維沿其縱向延伸分割之分割元件。縱向分割裝置之至少一個分割元件可為至少一種雷射光束設備、噴氣設備、或噴水設備，或機械分割元件，例如至少一個固定元件之形式，例如固定刀片，亦或至少一個轉動分割圓盤之形式，其較佳為驅動式。此驅動可調節及設計而可調整該至少一個分割圓盤之圓周速度與該至少一條強化纖維通過縱向分割裝置之輸送速度之間的速度差。 該至少一個轉動分割圓盤之轉動方向可為該至少一帶狀條之輸送方向或相反。本發明之方法已發現，如果該至少一個分割圓盤之圓周速度比該至少一條通過縱向分割裝置之輸送速度高2至15%，則為有利的。該至少一個分割圓盤之圓周速度比該至少一條之輸送速度高4至10%則特別有利。
在一較佳具體實施例中，在該至少一個分割元件為機械分割元件的情形，該至少一條及該至少一個分割元件係藉力控夾持裝置使用界定力量彼此相壓而通過。轉動分割圓盤可例如連接力控夾持裝置，藉其將該轉動分割圓盤以界定力量壓迫該至少一條強化纖維而沿其縱向延伸分割。較佳為將該至少一條藉夾持裝置壓迫至少一個機械分割元件。當用於至少一條強化纖維有扭結的情形時，例如在該條為紗的情形之撚紗，藉此型夾持裝置可避免該條在扭結區域橫越纖維方向而分割。現存將條橫越纖維方向而部分分割會導致條撕裂，結果中斷切割程序、因此及沉積程序。
此方法之一有利具體實施例可將至少一條具有黏合劑之強化纖維按縱向方向切成超過二部分條。以此方式，個別部分條之纖絲數量可被減少到獲得寬度夠小的纖維束之程度。使用此型寬度較小的纖維束進而可在由其所製造的纖維預製件中、或在生成的複合組件中實現更高的纖維體積百分比。縱向分割裝置之分割元件數量係由應獲得的部分條數量決定。
將該至少一條切成寬度不同的部分條同樣為 較佳具體實施例。該至少一個分割元件因此可相對橫向引導至少一條連續帶狀強化纖維之裝置而配置，而將該至少一條在中央或非中央分割成部分條。同樣地，在應被分割成三或更多部分條之個別強化纖維條的情形，可將多個分割元件彼此相對及/或相對橫向引導用裝置而配置，而生成寬度不同的部分條。
本發明之方法之一較佳具體實施例可得多條具有黏合劑之連續帶狀強化纖維，且將其引導至沉積頭或配置於其上的裝置，如縱向分割裝置及長度裁剪單元等。該條因而可為相同或不同。例如該多條均可為碳纖維條。然而，例如亦可將碳纖維條結合玻璃纖維條。
在將多條具有黏合劑之強化纖維引導至沉積頭的情形有多個供應裝置，例如紗架之形式，及對應數量之用以橫向引導個別條的裝置。藉此可將該多條進料而將其彼此相接而配置，其中個別條彼此可有一段距離，亦可為彼此接觸。縱向分割裝置則包含多個分割元件，其數量係由應由相鄰配置的多條強化纖維所製造的部分條數量決定。例如當應將2條相鄰配置的帶狀紗各切成3條部分條時，縱向分割裝置具有4個分割元件。
在一更佳具體實施例中，在供應多條具有黏合劑之連續帶狀強化纖維(即多條強化纖維)的情形，這些條可藉合適的引導裝置經由第一輸送裝置進料至縱向分割裝置，而將該條重疊配置，即其彼此相疊。在此情形，可藉相同的分割元件將帶狀條一起按縱向方向切割。例如在應將2條帶狀紗條各切成3條部分條的情形， 縱向分割裝置具有2個分割元件。
在將至少一條強化纖維切成部分條之後，將這些部分條藉第二輸送裝置進料至長度裁剪單元。藉由長度裁剪單元，將在縱向分割裝置所獲得的部分條橫越其延伸方向而切成界定長度的纖維束，即先前設定的長度，其中生成纖維束的長度係依橫越部分條之延伸方向以輸送速度之函數所進行的切割頻率(即橫向切割頻率)而定。一較佳具體實施例將長度裁剪單元連接輸送裝置而藉由改變輸送速度改變橫向切割頻率，使生成強化纖維束的長度保持相同。在一更佳具體實施例中，橫向切割頻率可無關輸送速度而調整，而在輸送速度保持相同時可製造不同長度的強化纖維束。當然，本發明亦包含調整可行性之組合，該組合一方面以輸送器速度作為橫向切割頻率之致動變數，橫向切割頻率亦可按設定的輸送速度改變。藉此可進行本發明之方法而改變纖維束長度，且例如適應欲製造的纖維預製件之輪廓性質。因此，在一較佳具體實施例中，橫向切割頻率係隨時間改變而改變纖維束長度。部分條較佳為被長度裁剪單元切割而使生成纖維束的長度為10至100毫米之範圍。特佳為纖維束長度為10至75毫米之範圍。
關於長度裁剪單元，已知用以橫越其延伸方向而切割強化纖維之組合件及方法均可使用。此型組合件包括例如噴水或噴氣切割纖維用之組合件、雷射光束切割纖維用之組合件、具有例如橫越輸送方向之氣動驅動式切刀之組合件、具有切割輥與滾輪輥之轉動橫向切 割器，亦或轉動切割刀片，其轉軸按部分條之輸送方向延伸，或者為至多60°，較佳為至多20°之角度。後者轉動切割刀片係揭示於例如DE202010017556U1或EP-A-2351880號專利。一較佳具體實施例將部分條藉轉動橫向切割器切成纖維束長度，其中不對該條之另一側施加高輪廓壓力而將刀片壓迫至少一條欲切割的強化纖維。在脆性強化纖維的情形，如碳纖維或玻璃纖維，此方法導致負載點之脆性破裂、因此及強化纖維條之明確長度裁剪。此型組合件係揭述於例如EP-A-1144738、EP-A-1394295、EP-A-1723272、或WO02/055770號專利，此揭示納入此處作為參考。
一較佳具體實施例將所獲得的纖維束藉合適的裝置運離長度裁剪單元。其可例如藉短輸送帶進行。纖維束特佳為經由以壓縮空氣加壓的噴嘴頭之噴嘴通道運離長度裁剪單元。較佳為將文氏(Venturi)噴嘴配置於該噴嘴頭之噴嘴通道而將壓縮空氣引入噴嘴通道中。藉此可將用以製造纖維預製件之纖維束以高速沉積(即噴灑)在表面上及/或沉積在該表面上的強化纖維束上。
用以運離纖維束之噴嘴頭可具有用以將基質材料引入噴嘴通道中的工具。該方法之一有利具體實施例中，粒狀基質材料可經由此工具被引入噴嘴通道中，此粒狀基質材料可經由噴嘴頭與已裁剪的纖維束一起施加到噴嘴通道，且被沉積或噴灑在表面上及/或沉積在該表面上的纖維束上。此用以引入基質材料的工具可為例如文氏噴嘴，其伸入噴嘴通道中且將基質粒子經其引入 噴嘴通道中。然而，其亦可為配置於噴嘴通道之噴灑噴嘴，藉此噴灑噴嘴將液態基質材料噴入。基質材料之進料為有利的，其在將由沉積裝置所製造的纖維束沉積在表面上期間，由於基質材料而造成彼此黏附較佳、因此纖維束彼此及在表面上的黏附較佳。同時在纖維預製件之製造期間，可供應例如製造複合組件所需量之基質材料。
關於實施本發明之方法，就彼此之較佳黏附、因此及纖維束彼此及對表面之較佳固定而言，在長度裁剪單元之後及沉積之前、或沉積在表面上及/或沉積在該表面上的纖維束上期間，若將纖維束及可能供應的粒子或液滴形式的基質材料加熱為有利的。例如因為纖維束被加熱至高於黏合劑之熔點的溫度，藉此可將提供纖維束之黏合劑及/或基質材料活化，即轉變成為黏著狀態。該加熱可例如藉由吹送熱風或已加熱的周圍空氣、雷射射線、或紅外線射線而進行。在纖維束接觸欲製造的纖維預製件的表面之後，及在冷卻之後，將纖維束經由已再固化的黏合劑而固定。
依照此方法之一更佳具體實施例，亦可將粒子或液滴形式的基質材料，其與纖維束分開但與纖維束同時，噴灑在表面上及/或沉積在該表面上的纖維束上。其可藉由例如使用加熱來源，如火燄或微波爐或紅外線場，將此型粒子或液滴直接噴灑在表面上而進行。在此較佳為熱噴灑法，如WO 98/22644或US 2009/0014119 A1號專利所揭述。
依提供至少一條強化纖維之黏合劑、可能供應之基質材料、及在纖維束之沉積期間的主要溫度而定，在纖維束沉積後以冷卻步驟安定纖維預製件為有利的。
本發明之方法將強化纖維束沉積在表面上及/或沉積在該表面上的纖維束上，且固定在該表面上及/或沉積在該表面上的纖維束上而形成纖維預製件。該表面，即沉積區域，較佳為具有適合欲製造的纖維預製件、或欲由其製造的纖維複合組件之輪廓的輪廓。
該表面或沉積區域可為有孔之網板，在該網板上沉積纖維束，可能同時添加基質材料，或者將其噴灑在該網板上。在使用此型網板的情形，固定的纖維束至少可藉由對其上沉積纖維束之網板側的相反網板側施加真空而被支撐。以此方式通過網板吸取空氣，藉此固定纖維束。該表面亦可具有事先塗布的黏合劑或基質材料，及在沉積期間塗布的黏著劑，而確保纖維束黏附。該黏附亦可藉該基質材料在添加纖維束時同時添加基質材料而進行。
在本發明之方法中，若在沉積強化纖維束的步驟之後為緊壓步驟則利於製造具有高纖維體積百分比之纖維複合組件，該緊壓步驟將沉積的強化纖維束緊壓而獲得較高的纖維體積百分比。此緊壓步驟可將沉積纖維束之後所獲得的預製件暴露於增壓模具中，例如在壓機中，較佳為在增溫下而進行。同樣地，可將在沉積纖維束之後所獲得的預製件包裝至真空袋中，並可藉由施 加真空且在增溫下而進行緊壓。
製造纖維預製件之方法之一較佳具體實施例將沉積頭連接可控制定位單元，藉此將沉積頭相對表面而移動。在一組態中，沉積頭可經由位於機械基座上的機械懸臂而連接，且可藉該懸臂及由該懸臂所夾持的機械接頭對表面以至少2條軸線定位。在一進一步具體實施例中，沉積頭可經由支架結構的懸臂頭而固定，且可相對表面以至少2條軸線定位。沉積頭較佳為以至少6條且特佳為至少9條軸線定位。
一進一步具體實施例將其上沉積纖維束之表面固定，且藉沉積頭之移動或定位進行沉積頭與表面之間的相對移動。或者，其上沉積纖維束之表面可經由例如機械懸臂而移動，且可將沉積頭固定。當然，本方法亦包括混合形式，其中例如將表面經由機械懸臂以6條軸線移動，且可同樣地將沉積頭定位，例如以3條軸線。
複合組件可由藉本發明之方法所製造的纖維預製件製造，此組件特徵為高纖維體積百分比、因此及高特定機械特徵，如高強度。因此，本發明亦關於一種使用依照本發明之纖維預製件之方法所製造的纖維預製件，而製造纖維複合組件之方法，其步驟包含：- 將依照本發明之方法所製造的纖維預製件引入定形裝置中，- 將該纖維預製件暴露於壓力及/或真空及/或增溫下而形成纖維複合組件，- 將該纖維複合組件冷卻， - 將該纖維複合組件從該定形裝置移出。
依存在於所使用的纖維預製件中的基質材料量、及基質材料之型式，製造複合組件之方法產生不同的具體實施例。因此，如果依照本發明之方法，所使用的纖維預製件係使用至少一條具有黏合劑之強化纖維的預漬件製造，且該預漬件具有高於大約25重量百分比之基質或黏合劑含量，則複合組件可使用前列方法步驟，無需供應額外的基質材料而藉直接緊壓而製造。同樣地，如果製造纖維預製件事實上係由具有黏合劑之帶狀強化纖維條進行，但該強化纖維之黏合劑濃度相當低且不足以製造具有連續基質相之成分，而在沉積纖維束之前或在沉積纖維束期間供應額外的基質材料，則例如藉直接緊壓製造複合組件為可行的。
壓力及/或真空下且在增溫下的緊壓時間尤其是依基質材料之形式而定。如果基質材料為熱塑性聚合物或熱塑性聚合物的混合物，則可將緊壓時間保持相當短。對於基於不硬化或部分硬化硬塑性聚合物之黏合劑及/或基質材料，緊壓所需時間係依基質硬化所需時間而定。
在將纖維預製件用於製造複合組件之方法的情形，其中在纖維預製件中纖維束僅具有相當低的黏合劑含量，例如相對具有黏合劑之強化纖維紗為2至14重量百分比之範圍，且該黏合劑係基於例如不硬化或部分硬化硬塑性聚合物或樹脂，則在壓力及/或真空下且在增溫下緊壓成為組件之前，仍依照開頭所述的注入或注射 基質材料之方法，將製造複合組件所需的基質材料引入定形裝置中。
1‧‧‧沉積頭
2‧‧‧接頭
3‧‧‧可控制定位單元
4‧‧‧供應裝置
5‧‧‧捲軸
6‧‧‧具有黏合劑之帶狀強化纖維條
7‧‧‧分紗器壓輥
8‧‧‧第一輸送裝置
9‧‧‧下壓輥
10‧‧‧伸張裝置
11‧‧‧上壓輥
12‧‧‧縱向分割裝置
13‧‧‧部分條
14‧‧‧轉動分割圓盤
15‧‧‧力控夾持壓輥
16‧‧‧第二輸送裝置
17‧‧‧相對壓輥
18‧‧‧長度裁剪單元
19‧‧‧切割壓輥
20‧‧‧強化纖維束
21‧‧‧噴嘴頭
22‧‧‧機械基座
23‧‧‧機械懸臂
24‧‧‧接頭
25‧‧‧模塑主體的表面
最適合實施本發明之方法為沉積裝置，如以下第1圖的略示圖所解釋。
繼而藉以下圖式的略示圖解釋沉積裝置。圖式之內容如下：第1圖：沉積裝置之具有沉積頭的區段之側視圖。
第2圖：第1圖之沉積裝置的區段之等距表示圖。
第3圖：具有機械懸臂之沉積裝置。
第1圖顯示沉積裝置的區段之略示圖，其中沉積頭1經由接頭2連接可控制定位單元3。2個捲軸5用之供應裝置4，作為提供具有黏合劑之帶狀強化纖維條6的工具，在此情形連接沉積頭1，此供應裝置較佳為藉控制電動機驅動。沉積頭1與供應裝置之間的連接可使用合適的支架(未示)進行。
將具有黏合劑之帶狀強化纖維條6由位於供應裝置之捲軸5解開，且引導圍繞分紗器壓輥7，其較佳為凸面設計。藉分紗器壓輥7將條6展開，且若需要則散開。由於分紗器壓輥7之凸面設計而可同時橫向引導條6。
將條6由分紗器壓輥7進料至第一輸送裝置8，其包含在第1圖之沉積裝置中的驅動壓輥對。因此，下壓輥9因伸張裝置10而壓迫上壓輥11，其具有橡膠 塗層而可不打滑地輸送條6。
在通過第一輸送裝置8之後，將條6進料至縱向分割裝置12，其中將條6沿其延伸方向切成部分條13。複數轉動分割圓盤14之配置係用於此目的，藉其將欲分割的條6以2個力控夾持壓輥15使用界定力量壓迫。將在縱向分割裝置12所獲得的部分條13進料至第二輸送裝置16，其同樣以驅動壓輥對實施。藉由設定第二輸送裝置16與第一輸送裝置8之間的速度差，其中第二輸送裝置16之輸送速度被設為比第一輸送裝置8稍快，而對條6與部分條13施加界定張力，藉此在縱向分割裝置12獲得改良的切割結果。
第二輸送裝置16之下壓輥17同時作為長度裁剪單元18之相對壓輥，其在本實施例中以轉動橫向切割器實施，且包含切割壓輥19與相對壓輥。長度裁剪單元18將部分條13切成具有界定長度之強化纖維束或纖維束20。將長度裁剪纖維束20藉噴嘴頭21從長度裁剪單元取出，且經由以壓縮空氣加壓的噴嘴頭21之噴嘴通道以高速噴灑在表面上，而製造纖維預製件。
第2圖係為了說明第1圖所述沉積裝置的區段之透視圖表示的空間配置，尤其是沉積頭之元件，其中圖式中相同的元件符號係指裝置中的相同元件。
第3圖顯示可用於本發明之方法的裝置之一具體實施例，其具有位於機械基座22上的機械懸臂23，在此臂末端經由接頭24而安裝沉積頭1，且經其可將沉積頭相對用以製造纖維預製件之模塑主體的表面25以 複數軸線移動。藉此可將由沉積頭1上的縱向分割裝置12與長度裁剪單元18所獲得且經由噴嘴頭21而施加的纖維束20，依照欲製造的纖維預製件、或欲由其製造的複合組件之結構的需求按界定軌道噴灑在表面25上。
1‧‧‧沉積頭
2‧‧‧接頭
3‧‧‧可控制定位單元
4‧‧‧供應裝置
5‧‧‧捲軸
6‧‧‧具有黏合劑之帶狀強化纖維條
7‧‧‧分紗器壓輥
8‧‧‧第一輸送裝置
9‧‧‧下壓輥
10‧‧‧伸張裝置
11‧‧‧上壓輥
12‧‧‧縱向分割裝置
13‧‧‧部分條
14‧‧‧轉動分割圓盤
15‧‧‧力控夾持壓輥
16‧‧‧第二輸送裝置
17‧‧‧相對壓輥
18‧‧‧長度裁剪單元
19‧‧‧切割壓輥
20‧‧‧強化纖維束
21‧‧‧噴嘴頭

Claims (18)

  1. 一種將強化纖維束沉積在表面上及/或沉積在該表面上的強化纖維束上而製造纖維預製件之方法，其步驟包含：- 由供應裝置對沉積頭供應至少一條具有黏合劑之連續帶狀強化纖維，其中該至少一條具有至少5毫米之寬度，及相對該帶狀條重量為2至70重量百分比之範圍的黏合劑濃度，- 該至少一條連續帶狀強化纖維在配置於該沉積頭上的分紗器單元中展開，且將該至少一條藉配置於該沉積頭上的第一輸送裝置按輸送方向輸送至配置於該沉積頭上的縱向分割裝置，- 因而按橫越輸送方向之方向安定該至少一條，- 在該縱向分割裝置中藉至少一個分割元件將該至少一條沿其縱向延伸切成二或以上的部分條，- 將該部分條藉配置於該沉積頭上的第二輸送裝置，依輸送方向輸送至配置於該沉積頭上的長度裁剪單元，- 將該部分條藉該長度裁剪單元切成界定長度之強化纖維束，及- 將該強化纖維束沉積在表面上及/或沉積在該表面上的強化纖維束上，且將該表面上及/或沉積在該表面上的強化纖維束上的該強化纖維束固定而形成該纖維預製件，其中調整該沉積頭與該表面之間的相對移動而將該強化纖維束以適當負載沉積在該表面 上。
  2. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中該至少一條為纖絲數為至少12000條纖絲之纖絲紗。
  3. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中該至少一條為預漬纖絲紗，且該黏合劑包括第一及第二樹脂組成物，其中該纖絲紗之該纖絲被該第一樹脂組成物浸漬且至少部分經由該第一樹脂組成物而連接，其中該第一樹脂組成物含有至少兩種雙酚A表氯醇樹脂H1與H2，重量比H1：H2為1.1至1.4，其中H1具有1850至2400毫莫耳/公斤之環氧值、800至1000克/莫耳之平均分子量MN，且在室溫為固體，H2具有5000至5600毫莫耳/公斤之環氧值、<700克/莫耳之平均分子量MN，且在室溫為液體，另外含有芳香族聚羥基醚P1，其具有40至55毫克KOH/克之酸值、及4000至5000克/莫耳之平均分子量MN，其中預漬纖絲紗在其外部具有黏附纖絲之粒子或液滴形式的第二樹脂組成物，其中該第二樹脂組成物在室溫為固體，熔化溫度為80至150℃之範圍，且以相對於該預漬纖絲紗總重量為0.5至10重量百分比之濃度存在於該紗外部，其中該紗外部表面積之至少50%無第二樹脂組成物，且該紗內部無該第二樹脂組成物。
  4. 如請求項第2項所述之製造纖維預製件之方法，其中該黏合劑相對具有黏合劑之纖絲紗的總重量之濃度為2至14重量百分比之範圍。
  5. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中 該至少一條為具有按該條之延伸方向單向配置的強化纖維之預漬件。
  6. 如請求項第5項所述之製造纖維預製件之方法，其中該黏合劑相對每單位面積之預漬件質量的濃度為15至70重量百分比之範圍。
  7. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中將該至少一條按縱向方向切成超過二部分條。
  8. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中該至少一條之寬度厚度比為至少20。
  9. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中該部分條之寬度為0.5至5毫米之範圍。
  10. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中藉該長度裁剪單元切割之該纖維束具有10至100毫米之範圍的長度。
  11. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中將該多條具有黏合劑之強化纖維進料至該沉積頭，其中該多條可為相同或不同。
  12. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中該沉積頭連接可控制定位單元，藉其將該沉積頭相對該表面而移動。
  13. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中在該長度裁剪單元之後且在沉積在該表面上及/或沉積在該表面上的纖維束上之前，將該纖維束加熱。
  14. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中將該纖維束經由以壓縮空氣加壓的噴嘴頭之噴嘴通道 而運離該長度裁剪單元。
  15. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中將粒狀或液滴形基質材料連同該纖維束一起噴灑在該表面上及/或噴灑在沉積於該表面上的纖維束上。
  16. 如請求項第15項所述之製造纖維預製件之方法，其中將該粒狀基質材料引入噴嘴通道中，此材料係連同該纖維束一起噴灑在該表面上及/或噴灑在沉積於該表面上的纖維束上。
  17. 如請求項第1項所述之製造纖維預製件之方法，其中在該沉積強化纖維束的步驟之後為緊壓步驟，該緊壓步驟將沉積的強化纖維束緊壓而獲得較高的纖維體積百分比。
  18. 一種使用由如請求項第1至17項中任一項所製造的纖維預製件以製造纖維複合組件之方法，其步驟包含：- 將該纖維預製件引入定形裝置中，- 將該纖維預製件暴露於壓力或真空及/或增溫下而形成該纖維複合組件，- 將該纖維複合組件冷卻，- 將該纖維複合組件從該定形裝置移出。
TW102138438A 2012-11-05 2013-10-24 纖維預製件之製造方法 TWI597155B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12191274.5A EP2727693B1 (de) 2012-11-05 2012-11-05 Verfahren zum Herstellen von Faservorformlingen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201429694A TW201429694A (zh) 2014-08-01
TWI597155B true TWI597155B (zh) 2017-09-01

Family

ID=47216098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102138438A TWI597155B (zh) 2012-11-05 2013-10-24 纖維預製件之製造方法

Country Status (14)

Country Link
US (1) US10059042B2 (zh)
EP (1) EP2727693B1 (zh)
JP (1) JP6195933B2 (zh)
KR (1) KR102091993B1 (zh)
CN (1) CN104768725B (zh)
AR (1) AR093349A1 (zh)
AU (1) AU2013339697B2 (zh)
BR (1) BR112015008233B1 (zh)
CA (1) CA2888951C (zh)
ES (1) ES2531582T3 (zh)
PL (1) PL2727693T3 (zh)
RU (1) RU2632298C2 (zh)
TW (1) TWI597155B (zh)
WO (1) WO2014067763A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2531582T3 (es) * 2012-11-05 2015-03-17 Toho Tenax Europe Gmbh Procedimiento para fabricar preformas fibrosas
EP2962604B1 (en) * 2014-07-04 2017-09-06 Schukra Gerätebau GmbH Apparatus and method of producing a seat cushion body
US10099435B2 (en) * 2015-06-04 2018-10-16 Ford Global Technologies, Llc Method of splitting fiber tows
HUE055737T2 (hu) * 2015-07-07 2021-12-28 Mitsubishi Chem Corp Eljárás szálerõsített gyanta formázóanyag elõállítására
EP3153307B1 (de) * 2015-10-05 2020-12-02 Airbus Defence and Space GmbH Schichtweises aufbauen eines faserkörpers
EP3395526B1 (en) 2015-12-25 2021-03-03 Mitsubishi Chemical Corporation Method for manufacturing fiber-reinforced resin molding material, and device for manufacturing fiber-reinforced resin molding material
CN108778656A (zh) * 2016-03-15 2018-11-09 东丽株式会社 纤维增强树脂成型材料及其制造方法
US11001012B2 (en) * 2016-03-16 2021-05-11 Toray Industries, Inc. Molded article of fiber-reinforced resin and compression molding method therefor
FI127347B (en) 2016-04-07 2018-04-13 Aalto Korkeakoulusaeaetioe Arrangement for spreading and cutting the tape in the manufacture of fiber reinforced plastic
RU2656317C1 (ru) * 2017-03-27 2018-06-04 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Способ изготовления деталей из волокнистого полимерного композиционного материала
JP7428651B2 (ja) 2017-10-30 2024-02-06 テイジン カーボン ユーロップ ゲー・エム・ベー・ハー 衝撃力を吸収するための構成部材
EP3778166A4 (en) * 2018-04-04 2021-05-05 Mitsubishi Chemical Corporation METHOD FOR MANUFACTURING FIBER-REINFORCED RESIN MOLDED MATERIAL AND EQUIPMENT FOR MANUFACTURING FIBER-REINFORCED RESIN MOLDED MATERIAL
CN109822938B (zh) * 2019-02-20 2021-09-21 长春理工大学 一种热塑性复合材料板材激光热压铺放成型装置
EP3956118B1 (en) 2019-04-18 2023-06-07 Teijin Carbon Europe GmbH Wedge filler preform
EP4269059A3 (en) 2019-05-14 2023-12-27 Airbus Operations Limited Aircraft wing assembly
EP4081396A4 (en) * 2020-03-06 2024-03-27 Galactic Co Llc SHAPED COMPOSITE VEHICLE SKINS AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME AT HIGH SPEED
JP2023545353A (ja) * 2020-09-03 2023-10-30 フィブ・マシニング・システムズ，インコーポレーテッド 自動糸通し繊維配置ヘッド
US11135787B1 (en) 2020-09-17 2021-10-05 Fives Machining Systems, Inc. Automatically-threading fiber placement head
CN114589939A (zh) * 2020-12-03 2022-06-07 杨景森 利用机械手臂制作复合材料结构物的加工设备及方法
CN112706341A (zh) * 2020-12-29 2021-04-27 卢吉武 一种挤压式玩具塑料锤制造装置
EP4341077A1 (en) * 2021-05-21 2024-03-27 Fives Machining Systems, Inc. Fiber placement head with augmented restart

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3011257A (en) 1960-01-21 1961-12-05 Masco Corp Fiber breaking and directing machines
US3939532A (en) * 1972-05-15 1976-02-24 Conwed Corporation Manufacture of fibrous web structures
US3969171A (en) * 1972-03-10 1976-07-13 Owens-Corning Fiberglas Corporation Fibrous bodies and method and apparatus for producing same
US3810805A (en) * 1972-04-14 1974-05-14 Goldsworthy Eng Inc Geodesic path length compensator for composite-tape placement head
US4007075A (en) * 1973-12-10 1977-02-08 Cascade Pole Company Method of making a fiberglass pole
US5022952A (en) * 1985-12-13 1991-06-11 Cincinnati Milacron Inc. Fiber placement machine
IL96489A0 (en) * 1989-12-06 1991-08-16 Du Pont Method for laying down tapes
US5487853A (en) * 1990-07-12 1996-01-30 The C. A. Lawton Company Energetic stitching for complex preforms
US5192387A (en) * 1990-11-05 1993-03-09 The C.A. Lawton Company Method of making preforms
US5154968A (en) * 1990-12-05 1992-10-13 Leucadia, Inc. Molded dimensional product made from fibrous materials
US5093059A (en) * 1991-01-18 1992-03-03 Shell Oil Company Method for the transport of a homogeneous mixture of chopped fibers
US6030575A (en) 1991-10-21 2000-02-29 The Dow Chemical Company Method for making preforms
JPH05147028A (ja) * 1991-10-22 1993-06-15 Yanmaa Zosen Kk Ｆｒｐ成形用基材とｆｒｐ用の成形方法
US5217672A (en) * 1992-08-06 1993-06-08 Davidson Textron Inc. Preform forming and curing process and an apparatus for the process
CA2106627A1 (en) * 1992-09-22 1994-03-23 David W. Bainbridge Glass fiber binding composition containing latex elastomer and method of reducing fallout from glass fiber compositions
US5336455A (en) * 1992-10-08 1994-08-09 Davidson Textron Inc. Method of adding shredded structural reinforced injected molded plastic to a preform
US5536341A (en) * 1994-09-01 1996-07-16 Davidson Textron Inc. Soft panel with thermoplastic fiber cluster layer
US5866253A (en) * 1996-08-19 1999-02-02 Isorca, Inc. Synthetic reinforcing strands with spaced filaments
US6113818A (en) * 1997-11-24 2000-09-05 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. Method and apparatus for integrating organic fibers with mineral fibers
US6029897A (en) * 1998-03-19 2000-02-29 N.V. Owens-Corning S.A. Method of dispensing chopped reinforcement strand using a vortex nozzle
JPH11268144A (ja) * 1998-03-24 1999-10-05 Sekisui Chem Co Ltd 樹脂吹き付け装置
US6153144A (en) * 1998-10-08 2000-11-28 Lear-Donnelly Overhead Systems, L.L.C. Method of making a part using selective particulate deposition
FR2784930B1 (fr) * 1998-10-23 2007-09-28 Vetrotex France Sa Corps de revolution creux en materiau composite et son procede de fabrication
NL1012286C2 (nl) 1998-11-27 2000-05-30 Willem Frans Van Der Mast Werkwijze en inrichting voor het in stukken snijden van vezels.
US6251185B1 (en) * 1999-04-02 2001-06-26 Molded Fiber Glass Companies System for delivering chopped fiberglass strands to a preform screen
DE19930506A1 (de) 1999-07-04 2001-01-18 Bertram Haak Schutzhülse
KR100347855B1 (ko) * 2000-01-24 2002-08-09 주식회사 한국화이바 유리섬유 매트
US6558146B1 (en) * 2000-10-10 2003-05-06 Delphi Technologies, Inc. Extrusion deposition molding with in-line compounding of reinforcing fibers
NL1017098C2 (nl) 2001-01-12 2002-07-15 Willem Frans Van Der Mast Werkwijze en inrichting voor het snijden van vezels.
US20050161861A1 (en) * 2003-09-26 2005-07-28 Brunswick Corporation Apparatus and method for making preforms in mold
NL1025607C2 (nl) 2004-03-01 2005-09-05 Willem Frans Van Der Mast Werkwijze en inrichting voor het in korte stukken snijden van vezels.
CN1976787B (zh) 2004-03-31 2012-03-21 东邦泰纳克丝欧洲有限公司 环氧树脂浸渍纱线以及其在制作预成型物中的应用
US7198739B2 (en) * 2004-05-25 2007-04-03 Honeywell International Inc. Manufacture of thick preform composites via multiple pre-shaped fabric mat layers
US7063870B2 (en) * 2004-05-25 2006-06-20 Honeywell International Inc. Manufacture of functionally graded carbon-carbon composites
US20060086434A1 (en) * 2004-10-22 2006-04-27 Metal Matrix Cast Composites, Llc Spray deposition apparatus and methods for metal matrix composites
FR2882681B1 (fr) * 2005-03-03 2009-11-20 Coriolis Composites Tete d'application de fibres et machine correspondante
US20090014119A1 (en) 2006-03-03 2009-01-15 Toho Tenax Europe Gmbh Process for the Manufacture of Bonded Laid Structures
FR2899146B1 (fr) * 2006-03-28 2008-05-16 Materials Technics Holding Sa Procede pour la realisation d'un semi-produit composite renforce et estampable
US20100091202A1 (en) * 2006-06-22 2010-04-15 Oestergaard Toni P Glass Fibre Reinforced Plastic Substrate
EP2351880B1 (de) 2006-08-29 2013-07-03 Schmidt & Heinzmann GmbH & Co. KG Konverter
FR2912680B1 (fr) * 2007-02-21 2009-04-24 Coriolis Composites Sa Procede et dispositif de fabrication de pieces en materiau composite, en particulier de troncons de fuselage d'avion
JP2008254191A (ja) * 2007-03-30 2008-10-23 Honda Motor Co Ltd 炭素繊維複合材料製造装置、これを用いた炭素繊維複合材料製造方法および炭素繊維複合材料
DE102009045574A1 (de) 2009-10-12 2011-04-14 Robert Bosch Gmbh Doppel-Innenzahnradpumpe
DE102009049668A1 (de) 2009-10-16 2011-04-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ablegekopf und Verfahren zum gesteuerten Ablegen von abgelenkten Fasersträngen
ES2670225T3 (es) * 2009-10-20 2018-05-29 Vestas Wind Systems A/S Método para fabricar un cuerpo de materiales compuestos y una disposición de fabricación de cuerpo de materiales compuestos
JP5293629B2 (ja) * 2010-02-02 2013-09-18 東レ株式会社 トウプリプレグ用エポキシ樹脂組成物およびトウプリプレグ
US9945057B2 (en) * 2010-02-17 2018-04-17 Johns Manville Method of making fibrous products and products
DE202010017556U1 (de) 2010-09-16 2012-01-30 Schmidt & Heinzmann Gmbh & Co. Kg Faserschneidvorrichtung
BR112013011577B1 (pt) 2010-12-02 2020-12-08 Teijin Carbon Europe Gmbh preforma de fibra, e, componente compósito
US20120244337A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Fiberized thermoset binder and method of using
FR2975335B1 (fr) * 2011-05-20 2013-05-17 Coriolis Composites Attn Olivier Bouroullec Machine d'application de fibres avec tubes flexibles d'acheminement de fibres munis de lames flexibles
TWI565844B (zh) 2011-07-29 2017-01-11 東邦特耐克絲歐洲股份有限公司 預浸漬樹脂之撓性增強纖維紗線
US9169351B2 (en) * 2011-12-22 2015-10-27 Johns Manville Methods for making reinforced thermoplastic composites
US20130292863A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Georgia-Pacific Chemicals Llc Methods and systems for adjusting the composition of a binder system for use in making fiberglass products
EP2695982A1 (de) * 2012-08-06 2014-02-12 Oskar Dilo Maschinenfabrik KG Vorrichtung und Verfahren zur Vergleichmäßigung oder Profilierung einer Faserflockenmatte
EP2727694B1 (de) * 2012-11-05 2015-01-28 Toho Tenax Europe GmbH Ablegevorrichtung zum gesteuerten Ablegen von Verstärkungsfaserbündeln
ES2531582T3 (es) * 2012-11-05 2015-03-17 Toho Tenax Europe Gmbh Procedimiento para fabricar preformas fibrosas
US9909253B2 (en) * 2013-06-26 2018-03-06 Teijin Limited Random mat, shaped product of fiber reinforced composite material, and carbon fiber mat
US20150258762A1 (en) * 2014-03-14 2015-09-17 Teijin Limited Method of Producing Isotropic Random Mat for Forming Thermoplastic Composite Material

Also Published As

Publication number Publication date
EP2727693A1 (de) 2014-05-07
WO2014067763A1 (de) 2014-05-08
AU2013339697B2 (en) 2017-07-06
AR093349A1 (es) 2015-06-03
BR112015008233B1 (pt) 2021-07-20
ES2531582T3 (es) 2015-03-17
JP6195933B2 (ja) 2017-09-13
CA2888951C (en) 2020-10-27
JP2015534914A (ja) 2015-12-07
AU2013339697A1 (en) 2015-04-23
KR102091993B1 (ko) 2020-03-23
CA2888951A1 (en) 2014-05-08
CN104768725A (zh) 2015-07-08
US10059042B2 (en) 2018-08-28
EP2727693B1 (de) 2015-01-14
US20150273736A1 (en) 2015-10-01
TW201429694A (zh) 2014-08-01
PL2727693T3 (pl) 2015-05-29
KR20150081277A (ko) 2015-07-13
RU2015116163A (ru) 2016-12-27
CN104768725B (zh) 2016-11-23
RU2632298C2 (ru) 2017-10-03
BR112015008233A2 (pt) 2017-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI597155B (zh) 纖維預製件之製造方法
US9931810B2 (en) Intermediate material of constant width for fabricating composite parts by a direct process
CN107735433B (zh) 纤维强化树脂片材的制造方法
TWI486251B (zh) 熱塑性複合物及其製造與使用方法
KR20130091648A (ko) 적층된 섬유 패브릭을 제조하는 장치 및 방법
US10894341B2 (en) Method for producing preforms with application of a binder to dry fiber, and corresponding machine
KR20160090305A (ko) 섬유를 함침하여 프리프레그를 형성하기 위한 방법 및 시스템
KR102082632B1 (ko) 보강 섬유 다발들의 제어된 침착을 위한 침착 디바이스
JP6773397B2 (ja) 複合物における透過性及び繊維体積率を制御するためのポリマーナノ粒子
US20150258762A1 (en) Method of Producing Isotropic Random Mat for Forming Thermoplastic Composite Material
CN112533753A (zh) 增强纤维带材料及其制造方法、使用了增强纤维带材料的增强纤维层叠体及纤维增强树脂成型体
TW202120286A (zh) 用於製造未固化近淨形層之裝置及方法
CN114728441A (zh) 用于制造未固化的近净形层片的装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees